Elektromagnetische Umweltverträglichkeit eines Elektrofahrzeugs mit kontaktlosem Ladesystem

Abstract

Bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen mit kontaktlosen Ladesystemen (WPTSysteme) ist die Elektromagnetische Umweltverträglichkeit (EMVU) gegenüber Magnetfeldern sicherzustellen. Mithilfe von zwei neu entwickelten Methoden kann eine Abschätzung des EMVU-Verhaltens bereits in einer frühen Phase der Entwicklung erfolgen. Dabei ist es möglich sowohl Referenz- als auch Basiswerte zu betrachten. Für die Berechnung der induzierten elektrischen Feldstärke im Körper wird eine Erweiterung eines bestehenden Feldlösers durch Volumenintegralgleichungen vorgestellt und anschließend am Menschenmodell TARO verifiziert. Die erste Methode modelliert WPT-Systeme aus Konstruktionsdaten und parametriert diese durch eine Kombination von Netzwerkanalyse und der Theorie reflektierter Impedanzen. Eine Verifikation kann durch Magnetfeldmessungen während eines Komponententests durchgeführt werden. Das Simulationsmodell des WPT-Systems wird anschließend in Verbindung mit dem Modell der Fahrzeugkarosserie für die Berechnung der Magnetfelder und zur Abschätzung des EMVU-Verhaltens verwendet. Im Innenraum eines Fahrzeugs treten ebenfalls Magnetfelder auf. Diese werden meist durch die elektrischen Ströme der Energieversorgungssysteme verursacht. Hier bietet die zweite vorgestellte Methode der strombasierten EMVU-Bewertung die Möglichkeit einer prototypenfreien Entwicklung. Dazu werden zunächst Stromgrenzwerte für die jeweilige Komponente aus den Referenzwertfunktionen anzuwendender Personenschutzempfehlungen in Verbindung mit Leitungs- und Karosserie-Daten eines virtuellen Prototyps abgeleitet. Anschließend können diese in einer CISPR 25 Komponentenprüfung für die EMVU-Bewertung der gemessenen Ströme verwendet werden.